Guia de Válvulas de Processo Industriais

O que são válvulas de processo?

Válvulas de processo são usadas para controlar a passagem de um fluido

É comum na indústria separar as válvulas entre válvulas de automação e válvulas de processo. As válvulas de automação (pneumáticas ou hidráulicas) normalmente são utilizadas para controlar cilindros que exercem um movimento. Já as válvulas de processo são válvulas para controlar a passagem de um fluido e normalmente somente tem duas portas, uma de entrada e uma de saída do fluido.

A grande maioria das válvulas de processo são para abrir e fechar a passagem do fluido, porém também existem válvulas que controlam a quantidade de fluxo de passagem.

Válvulas são dispositivos mecânicos que controlam o fluxo e pressão dentro de um processo. Elas são componentes essenciais em tubulações que transportam líquidos, gases, vapores, fluidos viscosos, etc…

Existem vários tipos de válvulas de processo: esfera, globo, borboleta, guilhotina, de carretel, de controle, entre outras. Cada uma dessas válvulas tem características que são importantes para a necessidade de cada aplicação.

Algumas válvulas são operadas manualmente, mas também é possível automatizar a sua operação com um atuador pneumático, por exemplo.

As funções de uma válvula de processo são:

Iniciar e interromper o fluxo de fluido
Reduzir ou aumentar o fluxo
Controlar a direção do fluxo
Regular a pressão da linha

Classificação do tipo de válvula pelo nível de segurança

As classificações das válvulas para temperatura e pressão são normalmente referenciadas pelo padrão ASME B16.34, que contem classificações para válvulas flangeadas, rosqueadas e soldadas. Ela defende 3 tipos de classes: standard, especial e limitada. A ASME cobre as classes de pressão (em PSI, “pounds/square inch”, libras/polegadas quadradas) de 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 e 4500.

Tipos de válvulas

Válvula guilhotina e válvula gaveta

As válvulas do tipo guilhotina e válvulas gaveta controlam abertura ou fechamento do fluido com a subida e decida de uma “gaveta” ou “faca” por eixo no topo da válvula. Essas válvulas não devem ser utilizadas para controlar o fluxo, elas foram feitas para estarem toda aberta ou toda fechada. Usa-las para ajustar o fluxo pode rapidamente desgastar as vedações. Esse tipo de válvula é relativamente barata e confiável. A grande desvantagem dessa válvula que o movimento de subida do obturador causa desgaste excessivo dos seus componentes reduzindo sua vida útil.

Válvula de esfera

As válvulas de esfera são provavelmente as válvulas mais robustas usadas em aplicações de processo. Elas têm uma esfera no interior com uma passagem no meio.

A válvula de esfera pode ser atuada manualmente ou com um atuador. Quando ela é atuada manualmente, tem normalmente uma alavanca. Quando a alavanca esta paralela com a tubulação, a válvula está aberta. Quando a alavanca fica perpendicular à tubulação, ela está fechada. Isso dá uma ajuda visual muito interessante para você saber se a válvula esta fechada ou aberta.

As Válvulas de esfera foram desenhadas para operar na posição aberta ou fechada. Porém, existem algumas aplicações que é possível posicionar a válvula e controlar a intensidade do fluxo.

Esse tipo de válvula é robusta e tem um excelente fechamento. Ela pode ser aberta e fechada muito rapidamente, o que pode causar efeito martela no fluido.

Veja nossa página sobre válvula de esfera para entender mais sobre válvulas de esfera e todas suas opções.

Válvulas globo

As válvulas globo são usadas para controlar a intensidade do fluxo. Elas são normalmente instaladas quando o fluxo do fluido precisa ser controlado de uma maneira mais precisa e com regularidade. A válvula globo contém um obturador que sobe e desce com o giro da manopla. As válvulas globo tem esse nome, pois seu formato externo parece com um globo. Um dos exemplos mais comuns de válvulas globo é uma torneira comum.

Essa válvula tem vantagens, pois permite um melhor controle do fluxo do fluido. Por fechar mais lentamente também não tem riso de efeito martelo.

As desvantagens da válvula globo é que ela restringe o fluxo do fluido por seu formado interno em formato de Z e também porque ela é um pouco mais cara.

Válvula borboleta

As válvulas borboleta tem um disco interno que gira para regular o fluxo do fluido. O disco fica no meio da passagem, mesmo quando totalmente aberta, por isso o fluxo é um pouco reduzido. Como as válvulas de esfera, essas válvulas também abre com um giro de 90 graus.

Ela pode ser utilizada para controlar a intensidade do fluido, apesar das vedações poderem se danificar se o uso for muito frequente. Elas são normalmente utilizadas para grande fluxo de fluido por serem (relativamente) compactas e com baixo custo.

Leia aqui nosso artigo completo sobre válvulas borboleta.

Válvula de retenção

As válvulas de retenção tem uma entrada por onde o fluido entra e uma saída e permite somente o fluxo seguir essa direção. Um exemplo é a utilização de uma válvula de retenção para evitar que a água volte quando um tanque superior recebe água de uma bomba. Quando a bomba é desligada, a água não consegue retornar.

Válvula reguladora de pressão (ou regulador de pressão)

A válvula redutora de pressão consegue reduzir a pressão de entrada para a saída. Note que essa válvula não regula a quantidade de fluido que passa pela válvula, mas sim a pressão que está no fluido da saída. Os reguladores usam uma mola e um diafragma que ajustam a abertura da válvula dependendo do ajuste colocado.

Automação de válvulas de processo

As válvulas descritas acima podem ter acionamento manual e automatizado através de atuadores. Os atuadores podem ser pneumáticos, hidráulicos ou elétricos. Eles permitem acionar a válvula a distância sem interferência humana.

Leia nosso artigo sobre atuadores de válvulas aqui.

Abaixo uma imagem mostrando um atuador rotativo montado em uma válvula de esfera:

Também é muito comum utilizar painéis de controle para acionar um conjunto de válvulas pneumáticas, como abaixo:

Posicionadores

Os posicionadores podem ser utilizados em conjunto com os atuadores para controlar a porcentagem de abertura da válvula. Enviando um sinal analógico, como 4 a 20mA ou 0 a 10V você controlar a posição de abertura.